科普焊接—從弗爾克林根(Voelklingen)鋼鐵廠看鋼鐵工業的發展1

2020-12-17 工業靈魂

弗爾克林根(Voelklingen)鋼鐵廠建於1883年,是德國,乃至歐洲最先進的鋼鐵廠之一。由六座高爐和傾斜的鐵礦石和焦炭輸送機組成,緊湊的結構是獨一無二的,所在形成天際線令人印象深刻,她在德國薩爾谷地(German Saar valley)存在了一百多年。這座鋼鐵廠在1986年關閉後,並成為了歷史古蹟。

1994年被聯合國教科文組織授予世界文化遺產地位。今天,弗爾克林根鋼鐵廠是世界上唯一一家在鋼鐵工業鼎盛時期關閉,並能以最原始形式存留下來的工廠。

圖1 今日弗爾克林根鋼鐵廠,世界文化遺

早期鋼鐵冶煉發展史 1881商人卡爾·羅奇林(Carl Roehling)買下了弗爾克林根一家非經營性設施。並開始對其進行基礎設施的建設,如修建薩爾布魯克-特裡爾(Saarbruecken-Trier)的鐵路、修建薩爾(Saar)煤炭通道以及購買了託馬斯(Thomas)鋼鐵冶煉工藝的專利權,由此確保了公司的迅速崛起。英國人西德尼·吉爾克裡斯·託馬斯(Sidney Gilchrist Thomas)的發明能夠從洛林根(Loraine)的高磷鐵礦石中冶煉出鋼。洛林根(Loraine)的高磷鐵礦石的鐵含量只有30%左右。

1883年。弗爾克林根鋼鐵廠的第一座高爐投入運行。它是薩爾區最大的一座高爐,容量為200 m。第二座高爐於1885年開爐,隨後從1888年到1907年,3號高爐到7號高爐也接連建成。

1897年。第一個焦爐直接安裝在弗爾克林根的高爐旁。

1900年。兩年前,使用高爐煤氣驅動動力發動機的試驗成功完成:第一臺功率為600馬力的高爐煤氣鼓風發動機投入運行。高爐煤氣本身就是用來推動內燃機的。

1907年。赫爾曼·羅奇林(Hermann Roechling)和威廉·羅登豪瑟(Wilhelm Rodenhauser)開發的用於生產高質量不鏽鋼的感應爐投入運行。

1911年。傾斜式礦石輸送機被安裝在了弗爾克林根鋼鐵廠。這在當時是全球獨一無二的系統,通過使用一個單軌系統向所有高爐供應原材料,這是經過七年的建設發展起來的。在過去的幾十年裡,有300多個料鬥日夜使用,軌道長度超過6公裡。然而,這一系統的一個嚴重缺點在很久以後就變得明顯了,即高爐的高度不能超過27米。因此,弗爾克林根鋼鐵廠的生產跟不上20世紀末鋼鐵工業的發展。

1915年。西門子·馬丁爐的建設擴大其生產能力,並生產出了高品質的不鏽鋼。

高爐群高爐煤氣管束勾勒出鋼鐵廠的輪廓。他們把六座高爐的煤氣引出來。高爐則隱藏在腳手架、管道和煙囪後面。

圖2 高爐

每2小時一爐,可以冶煉出大約130噸生鐵,相當於每天每個高爐1100噸。熱風爐在高爐前三臺一組布置。他們將用於煉鐵的助燃空氣加熱到1100°C。在爐子的下部區域,灼熱的焦炭和熱空氣的溫度可達到2000°C。

裝料平臺有30米高,高爐工人從那裡給爐子裝料,並控制著運輸系統。巨大的馬達驅動著牽引纜繩和滑輪,粗大的鋼纜把負重的料鬥拉到平臺上。該系統由位於充電平臺上的開關站控制。

眾所周知,高爐操作需要一種高碳含量的原料燃燒以加熱高爐,以便使鐵礦石脫氧並產生熔煉過程所需的熱量。當時,由於煤的熱值太低,硫含量太高,不適合用於這一目的。因此,煉鐵廠又投建了煉焦廠,1897年弗爾克林根第一座焦爐被點燃。從位於焦化廠上方的鋼板筒倉可追溯到這一時期,她是弗爾克林根鋼鐵廠現存最古老的建築之一。

高爐附近的另一個特點是鋼鐵廠建築部的工匠巷(Handwerkergasse)。磚匠、鎖匠、木匠和其他技術工人在那裡都有自己的作坊。這群技術熟練的工人必須時刻準備著對高爐群進行修理、建造和擴建。

圖3 工匠巷

回收與環保 隨著技術進步,鋼鐵製造的副產品也得以發展。1912年,除了鋼鐵,弗爾克林根鋼鐵廠的產品範圍還包括使用託馬斯爐的爐渣製成的肥料、氨、苯和各種焦油產品。尤其是焦化廠的廢料是公司重要的收入來源。

1927年,弗爾克林根鋼鐵廠的所有者羅奇林公司(Roechling company)修建了一座水泥廠,將高爐渣的深加工利用。廢渣也越來越多地用於道路和房屋建築。

幾乎同時,燒結技術中產生的廢品,即礦塵、高爐灰等也能回收利用。世界上最大的燒結廠建於1928年的弗爾克林根。粒度太細而不能用於高爐的材料在燒結廠加熱到1200°C以形成燒結塊,然後破碎成適當的粒度。

儘管這些廢料進行了回收利用,但鋼鐵廠的排放量仍然很高,從而汙染了環境。每座高爐每天向大氣中排出高達32噸的灰塵。當西南風吹來時,沒有人可以在花園裡晾衣服。每天晚上,弗爾克林根的人們都要從窗臺上擦去厚厚的一層褐色灰塵。

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